基于塊節(jié)點(diǎn)的無(wú)線激光通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2017-07-14 12:33
本文關(guān)鍵詞：基于塊節(jié)點(diǎn)的無(wú)線激光通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯?/strong>
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【摘要】：無(wú)線激光通信(Optical Wireless Communication,OWC)由于其帶寬高、安全性好、組網(wǎng)靈活等優(yōu)勢(shì)已成為通信領(lǐng)域重要的研究課題之一。然而,隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大、用戶需求的增加以及大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái),單純的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)OWC已經(jīng)不能滿足大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求,需要無(wú)線激光通信網(wǎng)絡(luò)(Optical Wireless Communication Networks,OWCN)的支撐。本文首先對(duì)OWC的特點(diǎn)、研究意義和國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)進(jìn)行了闡述。對(duì)關(guān)鍵技術(shù)做了介紹,主要介紹了精細(xì)的光束控制技術(shù)、高效的光信號(hào)收發(fā)技術(shù)、快速精確的APT技術(shù)、大氣信道對(duì)OWC的影響以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎嚓P(guān)技術(shù)。這些關(guān)鍵技術(shù)一方面給OWC帶來(lái)了優(yōu)勢(shì),另一方面也成為OWC移動(dòng)組網(wǎng)的阻礙,特別是隨著節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度的提高,組網(wǎng)的難度將更高。目前,關(guān)于節(jié)點(diǎn)中高速率移動(dòng)情況下OWCN組網(wǎng)技術(shù)的研究成果相對(duì)比較少。支撐OWC的APT技術(shù)加大了高動(dòng)態(tài)拓?fù)湎陆M網(wǎng)的難度,且OWC節(jié)點(diǎn)所能攜帶的收發(fā)天線有限,使其最大度約束有限。因此,本文提出一種基于塊節(jié)點(diǎn)的拓?fù)淇刂扑惴?Block-Node Based Topology Control Algorithm,BNBTCA),簡(jiǎn)稱BNB算法。該算法適用于多節(jié)點(diǎn)中高速運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò),其目標(biāo)是以較小的最大度約束形成穩(wěn)定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)更高的拓?fù)溥B通度。BNB算法的實(shí)現(xiàn)分為兩步:第一步,以節(jié)點(diǎn)聯(lián)絡(luò)時(shí)間的預(yù)測(cè)值為權(quán)值形成內(nèi)部穩(wěn)定性較高的塊節(jié)點(diǎn);第二步,把塊節(jié)點(diǎn)當(dāng)作一個(gè)特殊節(jié)點(diǎn),根據(jù)量化的鏈路權(quán)值形成塊節(jié)點(diǎn)之間的多連接拓?fù)�。最終形成一個(gè)連通圖。BNB算法包含了三個(gè)子算法:聯(lián)絡(luò)時(shí)間預(yù)測(cè)算法、塊節(jié)點(diǎn)形成算法以及塊節(jié)點(diǎn)間的多連接拓?fù)湫纬伤惴�。此�?算法的仿真是基于一個(gè)較為復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)模型——平滑隨機(jī)移動(dòng)(Smooth Random Mobility,SRM)模型,節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)不存在方向和速度突變的情況,更加符合真實(shí)環(huán)境中節(jié)點(diǎn)移動(dòng),能夠更加準(zhǔn)確地反映算法的有效性。最后,本文利用BNB算法在SRM模型中仿真了平面結(jié)構(gòu)的OWSN,并與最小生成樹(shù)算法(MST)進(jìn)行了比較,結(jié)果顯示,BNB算法所形成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比MST算法有更高的網(wǎng)絡(luò)連通性和可靠性。并通過(guò)改變網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)的相關(guān)參數(shù),分析了節(jié)點(diǎn)最大度約束和兩步拓?fù)涓轮芷诜謩e對(duì)BNB算法的影響,結(jié)果顯示,節(jié)點(diǎn)最大度約束越大、兩步拓?fù)涓轮芷谠叫?網(wǎng)絡(luò)性能越好。理論分析和仿真結(jié)果共同表明,在節(jié)點(diǎn)低的最大度約束下和中高速移動(dòng)時(shí),BNB算法的拓?fù)浞�(wěn)定性和連通度優(yōu)勢(shì)明顯,可以有效解決網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B通度分布上的不均勻問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線激光通信 拓?fù)淇刂?/strong> 高動(dòng)態(tài)拓?fù)?/strong> 塊節(jié)點(diǎn) 聯(lián)絡(luò)時(shí)間
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.1
【目錄】： - 摘要5-6
- ABSTRACT6-11
- 符號(hào)對(duì)照表11-13
- 縮略語(yǔ)對(duì)照表13-18
- 第一章 緒論18-28
- 1.1 概述18-19
- 1.2 無(wú)線激光通信的特點(diǎn)19-22
- 1.2.1 無(wú)線激光通信的優(yōu)點(diǎn)19-21
- 1.2.2 無(wú)線激光通信的缺點(diǎn)21-22
- 1.3 無(wú)線激光通信的主要應(yīng)用領(lǐng)域及研究意義22-24
- 1.3.1 星際通信系統(tǒng)應(yīng)用22-23
- 1.3.2 地面商用通信系統(tǒng)應(yīng)用23
- 1.3.3 軍事通信系統(tǒng)應(yīng)用23-24
- 1.4 無(wú)線激光通信的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)24-26
- 1.4.1 國(guó)外技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)24-25
- 1.4.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)25-26
- 1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容26
- 1.6 論文結(jié)構(gòu)及章節(jié)安排26-28
- 第二章 無(wú)線激光通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)28-46
- 2.1 精細(xì)的光束控制技術(shù)29-31
- 2.2 高效的光信號(hào)發(fā)射與接收技術(shù)31-36
- 2.2.1 激光器31-33
- 2.2.2 調(diào)制器33
- 2.2.3 放大器33-35
- 2.2.4 探測(cè)器35-36
- 2.3 快速精確的APT技術(shù)36-38
- 2.3.1 傳統(tǒng)APT系統(tǒng)36-37
- 2.3.2 全向智能光學(xué)天線技術(shù)37-38
- 2.4 大氣信道模型38-42
- 2.4.1 大氣衰減38-40
- 2.4.2 大氣湍流40
- 2.4.3 常用的無(wú)線激光信道模型40-42
- 2.5 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)42-43
- 2.6 本章小結(jié)43-46
- 第三章 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫纬?/span>46-56
- 3.1 基于圖論的拓?fù)溲芯糠椒?/span>46-49
- 3.1.1 圖論概述46-47
- 3.1.2 典型拓?fù)淇刂扑惴?/span>47-49
- 3.2 問(wèn)題描述49-55
- 3.2.1 本文需要解決的問(wèn)題49
- 3.2.2 節(jié)點(diǎn)模型49-50
- 3.2.3 節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模型50-53
- 3.2.4 網(wǎng)絡(luò)模型53
- 3.2.5 拓?fù)湓O(shè)計(jì)問(wèn)題53-54
- 3.2.6 網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)指標(biāo)54-55
- 3.3 本章小結(jié)55-56
- 第四章 基于塊節(jié)點(diǎn)的拓?fù)湫纬膳c重構(gòu)算法56-72
- 4.1 塊節(jié)點(diǎn)形成算法56-67
- 4.1.1 節(jié)點(diǎn)ID和塊ID58
- 4.1.2 拓?fù)湫纬伤鑾Y(jié)構(gòu)定義58-59
- 4.1.3 沖突與環(huán)路解決方案59-60
- 4.1.4 鏈路權(quán)值的計(jì)算60-64
- 4.1.5 塊節(jié)點(diǎn)的形成算法64-67
- 4.2 塊節(jié)點(diǎn)間的多連接拓?fù)湫纬伤惴?/span>67-69
- 4.2.1 鏈路權(quán)值的計(jì)算67-68
- 4.2.2 基于塊節(jié)點(diǎn)的鏈路增補(bǔ)算法68-69
- 4.3 拓?fù)渲貥?gòu)69-70
- 4.4 本章小結(jié)70-72
- 第五章 仿真與分析72-88
- 5.1 仿真參數(shù)設(shè)定72-74
- 5.1.1 節(jié)點(diǎn)模型參數(shù)設(shè)定72
- 5.1.2 運(yùn)動(dòng)模型參數(shù)設(shè)定72-73
- 5.1.3 網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)設(shè)定73-74
- 5.2 節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模型的仿真與分析74-76
- 5.2.1 速度和方向控制仿真74-75
- 5.2.2 節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡仿真75-76
- 5.3 塊節(jié)點(diǎn)形成仿真與分析76-79
- 5.3.1 節(jié)點(diǎn)初始分布76
- 5.3.2 塊節(jié)點(diǎn)形成后的拓?fù)鋱D76-78
- 5.3.3 塊節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定性78-79
- 5.4 連通圖仿真與分析79-86
- 5.4.1 連通圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)80-82
- 5.4.2 連通圖拓?fù)浞�(wěn)定性82-83
- 5.4.3 連通圖的代數(shù)連通度83-85
- 5.4.4 連通圖的平均節(jié)點(diǎn)度85-86
- 5.5 本章小結(jié)86-88
- 第六章 總結(jié)與展望88-90
- 6.1 研究總結(jié)88-89
- 6.2 研究展望89-90
- 參考文獻(xiàn)90-94
- 致謝94-96
- 作者簡(jiǎn)介96-97
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本文編號(hào)：541084
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/541084.html
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【關(guān)鍵詞】：無(wú)線激光通信 拓?fù)淇刂?/strong> 高動(dòng)態(tài)拓?fù)?/strong> 塊節(jié)點(diǎn) 聯(lián)絡(luò)時(shí)間
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
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【目錄】：
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-11
- 符號(hào)對(duì)照表11-13
- 縮略語(yǔ)對(duì)照表13-18
- 第一章 緒論18-28
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- 1.2 無(wú)線激光通信的特點(diǎn)19-22
- 1.2.1 無(wú)線激光通信的優(yōu)點(diǎn)19-21
- 1.2.2 無(wú)線激光通信的缺點(diǎn)21-22
- 1.3 無(wú)線激光通信的主要應(yīng)用領(lǐng)域及研究意義22-24
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- 1.4 無(wú)線激光通信的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)24-26
- 1.4.1 國(guó)外技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)24-25
- 1.4.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)25-26
- 1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容26
- 1.6 論文結(jié)構(gòu)及章節(jié)安排26-28
- 第二章 無(wú)線激光通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)28-46
- 2.1 精細(xì)的光束控制技術(shù)29-31
- 2.2 高效的光信號(hào)發(fā)射與接收技術(shù)31-36
- 2.2.1 激光器31-33
- 2.2.2 調(diào)制器33
- 2.2.3 放大器33-35
- 2.2.4 探測(cè)器35-36
- 2.3 快速精確的APT技術(shù)36-38
- 2.3.1 傳統(tǒng)APT系統(tǒng)36-37
- 2.3.2 全向智能光學(xué)天線技術(shù)37-38
- 2.4 大氣信道模型38-42
- 2.4.1 大氣衰減38-40
- 2.4.2 大氣湍流40
- 2.4.3 常用的無(wú)線激光信道模型40-42
- 2.5 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)42-43
- 2.6 本章小結(jié)43-46
- 第三章 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫纬?/span>46-56
- 3.1 基于圖論的拓?fù)溲芯糠椒?/span>46-49
- 3.1.1 圖論概述46-47
- 3.1.2 典型拓?fù)淇刂扑惴?/span>47-49
- 3.2 問(wèn)題描述49-55
- 3.2.1 本文需要解決的問(wèn)題49
- 3.2.2 節(jié)點(diǎn)模型49-50
- 3.2.3 節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模型50-53
- 3.2.4 網(wǎng)絡(luò)模型53
- 3.2.5 拓?fù)湓O(shè)計(jì)問(wèn)題53-54
- 3.2.6 網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)指標(biāo)54-55
- 3.3 本章小結(jié)55-56
- 第四章 基于塊節(jié)點(diǎn)的拓?fù)湫纬膳c重構(gòu)算法56-72
- 4.1 塊節(jié)點(diǎn)形成算法56-67
- 4.1.1 節(jié)點(diǎn)ID和塊ID58
- 4.1.2 拓?fù)湫纬伤鑾Y(jié)構(gòu)定義58-59
- 4.1.3 沖突與環(huán)路解決方案59-60
- 4.1.4 鏈路權(quán)值的計(jì)算60-64
- 4.1.5 塊節(jié)點(diǎn)的形成算法64-67
- 4.2 塊節(jié)點(diǎn)間的多連接拓?fù)湫纬伤惴?/span>67-69
- 4.2.1 鏈路權(quán)值的計(jì)算67-68
- 4.2.2 基于塊節(jié)點(diǎn)的鏈路增補(bǔ)算法68-69
- 4.3 拓?fù)渲貥?gòu)69-70
- 4.4 本章小結(jié)70-72
- 第五章 仿真與分析72-88
- 5.1 仿真參數(shù)設(shè)定72-74
- 5.1.1 節(jié)點(diǎn)模型參數(shù)設(shè)定72
- 5.1.2 運(yùn)動(dòng)模型參數(shù)設(shè)定72-73
- 5.1.3 網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)設(shè)定73-74
- 5.2 節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模型的仿真與分析74-76
- 5.2.1 速度和方向控制仿真74-75
- 5.2.2 節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡仿真75-76
- 5.3 塊節(jié)點(diǎn)形成仿真與分析76-79
- 5.3.1 節(jié)點(diǎn)初始分布76
- 5.3.2 塊節(jié)點(diǎn)形成后的拓?fù)鋱D76-78
- 5.3.3 塊節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定性78-79
- 5.4 連通圖仿真與分析79-86
- 5.4.1 連通圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)80-82
- 5.4.2 連通圖拓?fù)浞�(wěn)定性82-83
- 5.4.3 連通圖的代數(shù)連通度83-85
- 5.4.4 連通圖的平均節(jié)點(diǎn)度85-86
- 5.5 本章小結(jié)86-88
- 第六章 總結(jié)與展望88-90
- 6.1 研究總結(jié)88-89
- 6.2 研究展望89-90
- 參考文獻(xiàn)90-94
- 致謝94-96
- 作者簡(jiǎn)介96-97
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